发明名称 一种激光冲击波金属板料校形方法及装置
摘要 本发明提供一种利用激光冲击波进行精密校形方法,由激光器发出激光束通过光路系统传输到工件表面,水约束层覆盖工件表面,形成约束层。激光脉冲作用下,在工件表面形成冲击波,在工件内部产生残余压应力,通过控制激光冲击的位置,实现金属板料的校形。一种利用激光冲击波进行精密校形的装置,特别适用于各种金属板料板件的校形,其装置包括激光器、反射镜、水约束层、水管、工件、水槽、夹具、二维移动工作台、计算机,本发明所述方法及装置能对大型结构件进行精密校形,校形精度高,无热影响,与工件表面非接触,能实现凸面和凹面校形。
申请公布号 CN103143593A 申请公布日期 2013.06.12
申请号 CN201110402468.X 申请日期 2011.12.07
申请人 江苏大学 发明人 丁华;周明;蔡兰;狄建科
分类号 B21D1/00(2006.01)I 主分类号 B21D1/00(2006.01)I
代理机构 代理人
主权项 一种激光冲击波金属板料校形方法,其特征在于,所述方法的具体步骤为:A)脉冲激光在水约束层条件下,形成激光冲击波对材料进行冲击加工。把激光条状冲击区域看作为初应力作用的区域,作用效果由加载区域的宽度、应力大小和应力深度三个参数决定,其中应力区域的宽度可以用光斑直径来表示,在模型加载过程中可以假设应力的深度不变,通过应力值大小变化来表示实际激光冲击变形量的大小,在此基础上,使用等效初应力载荷的静态分析方法,把激光冲击工艺参数等效成初应力载荷的大小,建立分析激光冲击作用变形量的有限元模型,可以对板料的激光变形问题进行分析,并且通过试验对模型进行验证,为校形工艺参数的计算奠定基础;B)通过仿真方法建立等效应力与变形之间的关系,使得等效应力与变形量一一对应;C)通过试验建立试验参数与变形之间的关系库,即激光参数与变形量之间的一一对应关系;D)得到试验参数与等效应力的联系;E)在有限元模型中进行以等效应力为变量,校形量为计算目标,优化计算校形需要的等效应力和最佳冲击区域分布;F)根据等效应力与工艺参数的对应关系可得到校形工艺参数,根据校形工艺参数和光斑分布路径,设置激光器参数和二维移动工作台参数,进行校形。
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